WO2014104335A1 - 発電システム - Google Patents

Abstract

この発電システムは、複数の発電ユニット（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…）を並列に備えた発電システム（２０Ａ）において、発電ユニット（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…）のそれぞれが、作動媒体により回転する膨張器（２６）と、膨張器（２６）の回転によって電力を生成する発電機（２８）と、整流器（２９）と、膨張器（２６）に作動媒体を送り込む媒体流通系統（２２）と、発電機（２８）と外部電力系統（３０）との間で電力を遮断する継電器（７０）と、メンテナンス開始時に作動させる作動部（４０Ａ，４０Ｂ）と、作動部（４０Ａ，４０Ｂ）が作動したときに、継電器（７０）にて発電機（２８）と外部電力系統（３０）との間で電力を遮断させる継電器駆動部（７１）と、を備える。

Description

発電システム

　本発明は、複数の発電ユニットを並列に備えた発電システムに関する。
　本願は、２０１２年１２月２８日に、日本に出願された特願２０１２－２８８９６２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、エネルギの有効利用、環境保全等の観点から、船舶，工場，ガスタービン等からの排熱、地熱、太陽熱、海洋温度差等を熱源として発電を行うシステムとして、ランキンサイクル式の発電システムが検討されている（例えば、特許文献１～３参照）。この際、上記のような熱源を利用する場合には、媒体として、水よりも沸点の低い媒体、例えばフロン系媒体などの有機流体が用いられる。このような発電システムにおいては、図４に示すように、予熱器１、蒸発器２、タービン３、凝縮器４を有したサイクル回路５内を、循環ポンプ６によって媒体を循環させる。そして、上記したような熱源から熱を回収した熱媒を、蒸発器２に送り込み、媒体と熱交換させ、媒体を蒸発させてガス化する。また、蒸発器２を経た熱媒は、蒸発器２の前段に設けられた予熱器１において、媒体を予熱する。
　ガス化された媒体は、タービン３において膨張することによって駆動軸３ａを回転駆動し、発電機７を駆動する。タービン３で膨張した媒体は、凝縮器４で凝縮され、循環ポンプ６に循環される。
　発電機７が駆動されることによって出力される交流電流（ＡＣ）は、整流器９で直流電流（ＤＣ）に変換され、さらに、系統連系インバータ１０で交流電流に再変換され、発電電力として外部に出力される。

　有機ランキンサイクル式の発電システムにおいては、熱源から出力される熱エネルギの変動量が大きい。これに対応するには、発電機７の回転数を変動させれば良いが、タービン３を発電機７の駆動源としている構成においては、タービン３の効率を考慮する必要がある。タービン３は、仕事効率の高い回転領域で作動させるのが好ましく、このため、熱源側の出力エネルギ変動に応じてタービン３および発電機７の回転数を変動させようとすると、その変動幅が制限を受ける。
　そこで、タービン３および発電機７を備えた発電ユニットを複数台備えて、その稼働台数を変動させることによって、熱源側の大きな出力エネルギ変動に対応する手法が特許文献１～３にも開示されている。

特開２００６－２９９９９６号公報 特開２００６－３１３０４８号公報 特開２００６－３１３０４９号公報

　上記したような発電システムにおいては、例えばタービン３の駆動軸３ａの軸受等の消耗部品の点検や交換等、メンテナンスを行う必要がある。
　このとき、発電システムの稼働率を高めるため、複数台の発電ユニットのうち、メンテナンスの必要な発電ユニットを停止させてタービン３のメンテナンスを行い、それ以外の発電ユニットのタービン３および発電機７は稼働させるのが好ましい。

　しかし、その場合、発電システム全体をシャットダウンしないことになるので、停止させた発電ユニットにおいても、タービン３および発電機７の整流器９等に外部から通電していることがあり、作業者はこれに配慮して作業を行う必要がある。そこで、停止させた発電ユニットのタービン３および発電機７においては、スイッチやリレー等によって、電力供給を遮断することが考えられる。しかし、スイッチやリレーの操作が必要であり、作業忘れ、作業ミス等の発生の可能性がある。また、例えば媒体として水よりも沸点の低い媒体を使う場合では、機器の温度が比較的低く保たれることから高温に対する注意不足が生じるため、作業者が不用意に機器に触れてしまう可能性があり、より上記のような作業忘れや作業ミスが発生する可能性が高くなる。そこで本発明は、複数の発電ユニットを備えた構成において、他の発電ユニットを稼働させた状態で発電ユニットのメンテナンスを行う際に、メンテナンスを行う発電ユニットに対する電力供給を遮断することのできる発電システムを提供する。

　本発明の第一の態様に係る発電システムは、複数の発電ユニットを、外部電力系統に対して並列に備えた発電システムであって、それぞれの前記発電ユニットは、作動媒体により回転する膨張器と、前記膨張器の回転によって電力を生成する発電機と、前記発電機で生成した電力を整流し、前記外部電力系統に出力する整流器と、前記膨張器に前記作動媒体を送り込む媒体流通系統と、前記発電機と前記外部電力系統との間で電力を遮断する継電器と、前記発電ユニットのメンテナンス開始時に作動させる作動部と、前記作動部が作動したときに、前記継電器にて前記発電機と前記外部電力系統との間で電力を遮断させる継電器駆動部と、を備える。

　このような発電システムにおいては、それぞれの発電ユニットにおいて、メンテナンスを行うに際し、メンテナンス開始時に必ず作動させる作動部の作動に応じ、継電器駆動部が継電器を切り替えて、発電機と外部電力系統との間で電力を遮断させる。これにより、メンテナンスの際に、他の発電ユニットは稼働させたまま、メンテナンスを行う発電ユニットへの電力供給を遮断できる。
　ここで、継電器は、整流器と外部電力系統との間に設けてもよいし、発電機と整流器との間に設けてもよい。

　本発明の第二の態様に係る発電システムは、膨張器で発電機を駆動して発電を行うのであれば、いかなる構成のものであってもよい。
　例えば、前記媒体流通系統は、前記作動媒体を循環させる媒体循環回路であり、前記媒体循環回路に、前記作動媒体を加圧して前記媒体循環回路内で循環させる循環ポンプと、加圧された前記作動媒体を外部の熱源により加熱して蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発された前記作動媒体により回転する前記膨張器と、前記膨張器から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、を備えている構成の発電システムであってもよい。

　本発明の第三の態様に係る発電システムにおいて、前記循環ポンプ、前記蒸発器、前記膨張器、前記凝縮器の少なくとも一つを含むメンテナンス対象機器に対し、前記媒体循環回路において前記作動媒体の流れ方向上流側に設けられ、前記作動媒体の流通を遮断可能な第一の開閉弁と、前記媒体循環回路において前記作動媒体の流れ方向下流側に設けられ、前記作動媒体の流通を遮断可能な第二の開閉弁と、を備え、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の少なくとも一方が前記作動部であるのが好ましい。

　この発電システムによれば、メンテナンス対象機器をメンテナンスするに際しては、第一の開閉弁と第二の開閉弁を閉じた後、第一の開閉弁と前記第二の開閉弁の間の媒体を回収する。
　したがって、メンテナンスに際して作動媒体を回収するために第一の開閉弁または第二の開閉弁を閉じるので、この少なくとも一方を作動部とすることによって、継電器で電力遮断を行える。

　また、上記発電システムによれば、第一の開閉弁と前記第二の開閉弁の間の媒体を回収した後に、メンテナンス対象機器のメンテナンスを行う。メンテナンスの完了後、第一の開閉弁と第二の開閉弁との間を真空引きし、第一の開閉弁と第二の開閉弁との間に媒体を充填する。
　このようにして、メンテナンス対象機器をメンテナンスするに際して、媒体循環回路全体の媒体を抜く必要がなく、第一の開閉弁と第二の開閉弁との間の媒体のみを抜けばよい。また、メンテナンス後に媒体を充填する際に行う真空引きも、第一の開閉弁と第二の開閉弁との間のみ行えばよい。
　ここで、発電ユニットにおけるメンテナンス対象機器は、循環ポンプ、蒸発器、膨張器、凝縮器の少なくとも一つを含んでいればよく、これらの中の二つ以上を含んでいてもよい。また、二つ以上のメンテナンス対象機器に対し、第一の開閉弁、第二の開閉弁を備えてもよい。

　本発明の第四の態様によれば、前記循環ポンプ、または前記外部の熱源から前記蒸発器に熱媒を送給するポンプの少なくとも一方を前記作動部としてもよい。

　発電システムのメンテナンスに際しては、膨張器での作動流体の膨張を停止させるため、作動流体を循環させるための循環ポンプと、作動流体を蒸発させるための熱媒を蒸発器に送給するポンプとを停止させる。そこで、その少なくとも一方を作動部とすることによって、継電器で電力遮断を行える。

　本発明の第五の態様に係る発電システムは、前記凝縮器を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンを駆動するファン駆動源と、前記ファン駆動源と該ファン駆動源の電源との間で電力を遮断する第二の継電器と、をさらに備え、前記継電器駆動部は、前記作動部が作動したときに、前記第二の継電器にて前記ファン駆動源と該ファン駆動源の電源との間で電力を遮断させるようにしてもよい。

　これにより、凝縮器を冷却する冷却ファンを備える場合に、発電ユニットのメンテナンスに際し、冷却ファンの作動も停止できる。

　上記発電システムによれば、機器のメンテナンスを行う際に、発電ユニットへの電力供給を遮断することができ、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る発電システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る発電システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る発電システムの構成を示す図である。 従来の発電システムの構成を示す図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明による発電システムを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
　図１に示すように、発電システム２０Ａは、複数組の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…を備える。
　発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のそれぞれは、船舶，工場，ガスタービン等からの排熱、地熱、太陽熱、海洋温度差等の熱源から熱媒が送り込まれる熱媒回路２１と、この熱媒回路２１の熱媒と熱交換することによって熱エネルギを得る媒体（作動媒体）を循環させる媒体循環回路（媒体流通系統）２２と、を備える。
　ここで、媒体循環回路２２の媒体としては、例えば、ＨＦＣ－１３４ａ，ＨＦＣ－２４５ｆａ，ＨＦＯ－１２３４ｙｆ，ＨＦＯ－１２３４ｚｅといったフロン系媒体等を用いることができる。

　熱媒回路２１は、熱源から熱を回収することによって得た蒸気、水（湯）等の熱媒を供給する。

　媒体循環回路２２には、循環ポンプ２３、予熱器２４、蒸発器２５、タービン（膨張器）２６、凝縮器２７が備えられている。

　循環ポンプ２３は、媒体を圧縮して送り出すことで、媒体が予熱器２４、蒸発器２５、タービン２６、凝縮器２７を順に経るよう、媒体を媒体循環回路２２内で循環させる。
　予熱器２４および蒸発器２５は、熱媒回路２１の熱媒と媒体循環回路２２の媒体とを熱交換するもので、蒸発器２５は、加圧された媒体を熱媒（外部の熱源）との熱交換によって加熱して蒸発させ、予熱器２４は、蒸発器２５を経た熱媒の余熱によって媒体を予熱する。
　タービン２６は、内部に導入された媒体がタービン室内で膨張することによって、駆動軸２６ａをその軸線周りに回転駆動させる。この駆動軸２６ａには、発電機２８の回転子（図示無し）が連結されており、この回転子（図示無し）が発電機２８の固定子（図示無し）に対向して回転駆動される。これによって、発電機２８では交流電流を出力する。
　発電機２８から出力された交流電流は、整流器２９で整流され、直流電流に変換される。

　上記したような複数組の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のそれぞれの整流器２９は、外部電力系統に接続された一つの系統連系インバータ３０に対して並列に接続されている。各組の整流器２９から出力された直流電流は、系統連系インバータ３０で交流電流に再変換されて、発電電力として外部の送電網に出力される。

　複数組の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のそれぞれにおいて、媒体循環回路２２には、メンテナンス対象となる機器、例えばタービン２６の上流側と下流側に、開閉弁（第一の開閉弁）４０Ａ，開閉弁（第二の開閉弁）４０Ｂが設けられている。
　また、媒体循環回路２２において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間には、ポート管４１が設けられ、このポート管４１の先端は、媒体循環回路２２に連通可能で、媒体循環回路２２内に媒体を出し入れするための機器が接続可能なサービスポート４２とされている。また、ポート管４１には、開閉弁４３が形成されている。

　また、各組の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のそれぞれにおいて、整流器２９と、系統連系インバータ３０との間には、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を断続する継電器７０が設けられている。
　この継電器７０は、リレー駆動回路（継電器駆動部）７１によって、メンテナンス開始時に作動する開閉弁４０Ａ，４０Ｂに連動して電路の断続が切り替えられるようになっている。開閉弁４０Ａ，４０Ｂの少なくとも一方には、弁が開状態にあるか、閉状態にあるかを検出するセンサ７２が設けられている。
　リレー駆動回路７１は、センサ７２の検出信号を受け、信号が閉状態から開状態に遷移したら、継電器７０を開放し、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を遮断する。また、センサ７２からの検出信号が、開状態から閉状態に遷移したら、継電器７０を閉じ、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を接続させる。

　上記発電システム２０Ａにおいては、制御部３５が備えられている。この制御部３５では、熱媒回路２１の熱媒供給、媒体循環回路２２の循環ポンプ２３、開閉弁４０Ａ，４０Ｂ，４３の作動を制御するとともに、発電システム２０Ａを構成する各機器の作動状態等をモニタリングする。
　このような発電システム２０Ａは、制御部３５の制御により、熱媒回路２１から送られてくる熱媒の入力熱エネルギ量や、出力側における要求電力量（出力量）に応じて、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…を選択的に稼働させることによって、稼働させるユニット数（すなわちタービン２６の稼働台数）を変化させ、発電量を段階的に変えることができる。

　上記したような発電システム２０Ａにおいて、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のうち、一つのユニットのタービン２６をメンテナンスするには、まず、そのユニット（例えば発電ユニット５０Ａ）において、熱媒回路２１のポンプ（図示無し）や開閉弁（図示無し）によって熱媒の供給を停止するとともに、媒体循環回路２２の循環ポンプ２３を停止させる。このとき、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のうち、メンテナンス対象の発電ユニット５０Ａ以外の他の発電ユニット５０Ｂ，５０Ｃ，…は稼働を継続することができる。

　次いで、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じる。これにより、タービン２６の上流側と下流側で、媒体循環回路２２が遮断される。
　このとき、開閉弁４０Ａ，４０Ｂが開状態から閉状態に移行するに伴い、センサ７２では、その状態変化を検出する。すると、リレー駆動回路７１によって継電器７０が開放され、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を遮断する。これによって、この後は、この発電ユニット５０Ａのタービン２６、発電機２８、整流器２９に作業者が触れても、安全に作業を行うことができる。

　そして、ポート管４１のサービスポート４２に、媒体を回収するための媒体回収機器１００を接続した後、開閉弁４３を開く。これにより、媒体循環回路２２において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂ間の媒体が回収される。

　この後、タービン２６に対して、所要のメンテナンスを施す。メンテナンスとしては、例えばシール部材の交換、ブレードの破損の有無の点検や破損部分の修復、各種センサの点検及び交換等が挙げられる。なお、ここでは、タービン２６のメンテナンス内容についてはなんら限定するものではない。

　タービン２６のメンテナンス終了後、サービスポート４２に真空ポンプを接続し、この真空ポンプ１１０を作動させることによって、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間の媒体循環回路２２内を真空引きする。真空ポンプ１１０において、予め定めた規定の真空度まで真空引きされた後、開閉弁４３を閉じる。

　そして、サービスポート４２に媒体供給機器１２０を接続し、開閉弁４３を開いて媒体循環回路２２内に媒体を充填する。

　媒体の充填後、開閉弁４３を閉じ、その後、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを開く。これに伴い、センサ７２からの検出信号が、開状態から閉状態に遷移するので、リレー駆動回路７１によって継電器７０を閉じ、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力が接続され、この発電ユニット５０Ａに対して通電する。
　これにより、発電ユニット５０Ａが再起動可能な状態となるので、熱媒回路２１のポンプ（図示無し）および媒体循環回路２２の循環ポンプ２３を作動させ、所定の手順で発電ユニット５０Ａを再起動させる。

　上述したような構成によれば、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…を備える発電システム２０Ａにおいて、他の発電ユニットを稼働させながら、一つの発電ユニットをメンテナンスする場合に、メンテナンス時に作動させる作動部として対応する開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じることによって、これをトリガーとしてタービン２６、発電機２８、整流器２９への通電が遮断される。開閉弁４０Ａ，４０Ｂの操作は、タービン２６のメンテナンスの際に必ず行うものであり、その操作によって自動的に通電が遮断されるので、作業忘れ、作業ミス等が生じる余地はなく、安全な作業環境を確保することができる。

　また、媒体循環回路２２においてメンテナンス対象となるタービン２６の上流側と下流側に開閉弁４０Ａ，４０Ｂが設けられ、さらに、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間にサービスポート４２が設けられている。これにより、タービン２６のメンテナンス時には、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じ、媒体循環回路２２において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間の、タービン２６を含んだ一部区間のみの媒体を出し入れすればよい。したがって、媒体の抜き取り・真空引き・媒体の充填に掛かる時間を短縮することができ、メンテナンス期間を短縮化して、発電システムの稼働率を高めることができる。また、メンテナンスの際に必要な媒体量も少なくて済むので、メンテナンスコストを抑えることができる。

（第１の実施形態の変形例）
　なお、上記実施形態において、タービン２６のメンテナンスの際に整流器２９への通電を遮断するトリガーとして、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの操作を用いたが、これに限るものではない。タービン２６のメンテナンスの際に必ず、メンテナンス前に作動する作動部であれば、その作動状況をセンサ７２によって検出してこれをトリガーとし、整流器２９への通電を遮断してもよい。
　このようなトリガーとして用いることのできる作動部としては、例えば、タービン２６が収容されているタービン室の扉、制御部３５が収容されている制御盤の扉やカバー、整流器２９のカバー等が挙げられ、これらの開閉状況を検出してもよい。または、これらの扉、カバー等の施錠する施錠部を作動部とし、施錠部の施錠、開錠を検出してもよい。
　また、作動部として他には、循環ポンプ２３の動作を停止するためのスイッチ、熱媒回路２１からの熱媒供給を停止するためのポンプや開閉弁（いずれも図示なし）のスイッチ等があり、これらのＯＮ／ＯＦＦをセンサ７２で検出し、整流器２９への通電を遮断してもよい。
　複数のトリガーを組み合わせて用いることもできる。
　また、循環ポンプ２３や熱媒回路２１をトリガーとする場合、これらを停止するためのスイッチを操作しても、ただちに循環ポンプ２３からの媒体の送出、熱媒回路２１からの熱供給が停止されるわけではなく、タービン２６においては媒体が膨張して発電機２８で発電が行われる。そこで、タービン２６や発電機２８の回転を検出し、その回転が停止した時点で整流器２９への通電を遮断してもよい。ただしこの場合、メンテナンス時以外の通常運転時においても、熱源側からの熱エネルギ供給が止まった場合等に、タービン２６や発電機２８の回転が止まることはあり得る。したがって、タービン２６や発電機２８の回転が止まったときにおける整流器２９への通電遮断は、上記したようなタービン２６のメンテナンスの際に必ず作動されるものの状態変化を検出することと組み合わせる必要がある。

　また、上記したように、継電器７０により整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を遮断しても、タービン２６が完全に停止せずに発電機２８において発電が継続されていると、整流器２９に発電機２８から通電がなされ、整流器２９自体が損傷してしまう可能性がある。
　そこで、継電器７０に加え、発電機２８と整流器２９との間にも継電器７５を備え、継電器７０と継電器７５とが連動して作動してもよい。また、この継電器７５の機能を、整流器２９の基板上に実装されたスイッチング素子によって実現してもよい。

　さらには、タービン２６のメンテナンス時、上記したような整流器２９への通電が遮断された状態とならない限り、タービン２６が収容された建屋や、整流器２９が収容された制御盤を開けることができないよう、これらの扉の錠と連動させることもできる。

　なお、上記実施形態で示した構成においては、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの開閉に伴うリレー駆動回路７１による継電器７０の断続は、電気的な判定回路によって実現することを想定しているが、これに代えて、制御部３５において、センサ７２の開閉信号に応じて継電器７０の断続をソフトウェア的に制御することも可能である。
　また、制御部３５においては、継電器７０の断続状態をモニタリングし、リレー駆動回路７１によって継電器７０の断続状態が変わったときに、実際に継電器７０が動作して断続状態が遷移したか否かを監視することもできる。そして、断続状態が正しく遷移しなかった時には、制御部３５においてアラーム信号を出力したり、発電システム２０Ａを停止させる等してもよい。

　上記第１の実施形態においては、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…の整流器２９を、一つの系統連系インバータ３０に接続する構成としたが、これに限るものではない。例えば、複数の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…のそれぞれにおいて、整流器２９にそれぞれ系統連系インバータ３０を備えてもよい。

　上記実施形態においては、メンテナンス対象となる機器としてタービン２６を例示したが、これに限るものではなく、発電システム２０Ａを構成する機器であれば、タービン２６以外のものをメンテナンス対象とすることもできる。

（第２の実施形態）
　次に、本発明にかかる発電システムの第２の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態においては、上記第１の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
　図２に示すように、本実施形態に係る発電システム２０Ｂは、複数組の発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…を備える。

　発電システム２０Ｂにおいては、一つの熱媒回路２１に対し、一つの媒体循環回路２２、循環ポンプ２３、予熱器２４、蒸発器２５、凝縮器２７が設けられ、蒸発器２５と凝縮器２７との間で、熱媒回路２１が複数の分岐管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，…に分岐している。そして、分岐管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，…のそれぞれに、タービン２６、発電機２８、整流器２９が設けられることで、発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…が形成されている。

　そして、複数組の発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれの整流器２９が、一つの系統連系インバータ３０に接続されている。

　このような構成の発電システム２０Ｂにおいては、循環ポンプ２３によって送りだされた媒体は、媒体循環回路２２内で、予熱器２４、蒸発器２５を経た後、発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…の分岐管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，…に分岐する。この媒体は、発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれにおいて、タービン２６を駆動させて発電機２８で発電した後、凝縮器２７を順に経て循環ポンプ２３に戻る。
　そして、系統連系インバータ３０では、複数の発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…の整流器２９から出力された直流電流を、交流電流に再変換し、発電電力として外部の送電網に出力する。

　このような発電システム２０Ｂにおいても、上記第１の実施形態と同様にして、制御部３５の制御により、熱媒回路２１から送られてくる熱媒の熱エネルギ量や出力側における要求電力量に応じて、複数の発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のうち、稼働させるユニット数を変化させることによって、発電量を段階的に変えることができる。

　上記発電システム２０Ｂにおいて、発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれは、上記第１の実施形態と同様、メンテナンス対象となる機器、例えばタービン２６の上流側と下流側には、開閉弁４０Ａ，４０Ｂが設けられている。また、媒体循環回路２２において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間には、サービスポート４２および開閉弁４３を備えたポート管４１が設けられている。

　発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれにおいて、整流器２９と、系統連系インバータ３０との間には、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を断続する継電器７０が設けられている。
　この継電器７０は、リレー駆動回路７１で、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの少なくとも一方に設けられたセンサ７２の検出信号の遷移を検出することによって、開閉弁４０Ａ，４０Ｂに連動して電力の断続が切り替えられる。

　発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれにおいては、上記第１実施形態で示したように、タービン２６をメンテナンスするには、複数の発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のうち、メンテナンス対象のタービン２６を備えたユニット（例えば発電ユニット６０Ａ）において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じる。このとき、開閉弁４０Ａ，４０Ｂが開状態から閉状態に移行するに伴い、センサ７２では、開閉弁４０Ａ、４０Ｂの状態の移行を検出する。すると、リレー駆動回路７１によって継電器７０が開放され、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力を遮断する。これによって、この後は、発電ユニット６０Ａのタービン２６、発電機２８、整流器２９に作業者が触れても、安全に作業を行うことができる。

　そして、ポート管４１のサービスポート４２に、媒体を回収するための媒体回収機器１００を接続した後、開閉弁４３を開く。これにより、開閉弁４０Ａ，４０Ｂ間の媒体が回収される。

　この後、タービン２６に対して、所要のメンテナンスを施す。そして、タービン２６のメンテナンス終了後、サービスポート４２に真空ポンプ１１０を接続して開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間の媒体循環回路２２内を真空引きし、規定の真空度まで真空引きされた後、開閉弁４３を閉じる。そして、サービスポート４２に媒体供給機器１２０を接続し、開閉弁４３を開いて媒体循環回路２２内に媒体を充填する。

　媒体の充填後、開閉弁４３を閉じ、その後、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを開く。これに伴い、センサ７２からの検出信号が、開状態から閉状態に遷移するので、リレー駆動回路７１によって継電器７０を閉じ、整流器２９と系統連系インバータ３０との間で電力が接続され、整流器２９が通電される。この状態から、発電ユニット６０Ａを再起動させる。

　上述したような構成においても、上記第１の実施形態と同様、例えば発電ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，…を稼働させたまま、発電ユニット６０Ａのタービン２６をメンテナンスする際に、発電ユニット６０Ａの開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じることによって、これをトリガーとして発電ユニット６０Ａのへの通電が遮断される。開閉弁４０Ａ，４０Ｂの操作は、タービン２６のメンテナンスの際に必ず行うものであり、その操作によって自動的に発電ユニット６０Ａのへの通電が遮断されるので、作業忘れ、作業ミス等が生じず、安全な作業環境を確保することができる。

　また、発電ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，…のそれぞれにおいて、タービン２６のメンテナンス時に、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じ、媒体循環回路２２において、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの間のタービン２６を含んだ一部区間のみの媒体を出し入れすればよい。したがって、媒体の抜き取り・真空引き・媒体の充填に掛かる時間を短縮することができ、メンテナンス期間を短縮化して、発電システムの稼働率を高めることができる。また、メンテナンスの際に必要な媒体量も少なくて済むので、メンテナンスコストを抑えることができる。

　なお、本実施形態における発電システム２０Ｂにおいても、上記第１の実施形態の変形例と同様の変形例が適用可能である。

（第３の実施形態）
　次に、本発明にかかる発電システムの第３の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第３の実施形態においては、例えば、上記第１の実施形態に示した構成をベースとしたシステム構成を有しており、上記第１の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。また、以下の説明に用いる図３においては、一つの発電ユニット５０Ａのみを示しているが、発電システム２０Ｃには、図１に示した上記第１の実施形態と同様に、発電ユニット５０Ａと同様の複数の発電ユニット５０Ｂ，５０Ｃ，…を備えている。
　図３に示すように、本実施形態に係る発電システム２０Ｃは、凝縮器２７における凝縮効率を高めるために、凝縮器２７を冷却するファン８０を備えている。
　このファン８０は、整流器２９の後流側から得た直流電流を電源とするモータからなるファン駆動機８１によって回転駆動される。ファン８０の回転によって生じる風を凝縮器２７に当てることによって、凝縮器２７の効率を高める。

　各組の発電ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，…において、ファン駆動機８１と、系統連系インバータ３０との間には、ファン駆動機８１と系統連系インバータ３０との間で電力を断続する継電器（第二の継電器）７７が設けられている。
　この継電器７７は、上記第１の実施形態に示したのと同様にして、タービン２６のメンテナンスに際しての開閉弁４０Ａ，４０Ｂの閉動作に伴い、センサ７２およびリレー駆動回路７１によって、ファン駆動機８１と系統連系インバータ３０との間で電力を遮断する。

　このようにして、タービン２６のメンテナンスに際しては、凝縮器２７を冷却するファン８０を停止させ、作業安全性を確保することもできる。

　なお、このような構成において、制御部３５において、タービン２６の前後における媒体温度を監視し、温度が高い場合には、開閉弁４０Ａ，４０Ｂを閉じても直ちに継電器７７を解放せず、媒体温度が予め定めた規定温度以下となるまで、ファン８０を作動させて凝縮器２７の冷却を継続してもよい。その場合、媒体温度が規定温度以下に下がり、継電器７７を開放するまでの間、作業者に対して、ファン８０が作動していることを示すアラーム表示やアラーム音を制御部３５で出力してもよい。

　また、上記したような凝縮器２７を冷却するファン８０、ファン駆動機８１、継電器７７および継電器７７の動作は、上記第２の実施形態で示した構成にも同様に適用することができる。

（その他の実施形態）
　なお、本発明の発電システムは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
　例えば、上記各実施形態の発電システム２０Ａ，２０Ｂにおいては、船舶，工場，ガスタービン等からの排熱、地熱、太陽熱、海洋温度差等を熱源として発電に用いるようにしたが、その熱源の種類はなんら問うものではない。
　また、上記各実施形態では、膨張器としてタービン２６を例示したが、タービン２６に代えてスクロール式の膨張器等を採用することもできる。
　さらに、メンテナンスに際しての手順は、本発明の主旨の範囲内であれば、上記した手順を適宜変更することができる。
　また、本発明は、熱媒回路２１、媒体循環回路２２を備えない構成においても、タービン２６（膨張器）に作動媒体を供給することによって発電機２８を駆動するのであれば、いかなる構成の発電システムにも適用することが可能である。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記各実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

　上述した発電システムによれば、機器のメンテナンスを行う際に、確実に発電ユニットへの電力供給を遮断することができ、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

２０Ａ，２０Ｂ　　発電システム
２１　　熱媒回路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　　分岐管
２２　　媒体循環回路（媒体流通系統）
２３　　循環ポンプ
２４　　予熱器
２５　　蒸発器
２６　　タービン（膨張器）
２６ａ　　駆動軸
２７　凝縮器
２８　　発電機
２９　　整流器
３０　　系統連系インバータ
３５　　制御部
４０Ａ　　開閉弁（第一の開閉弁）
４０Ｂ　　開閉弁（第二の開閉弁）
４１　　ポート管
４２　　サービスポート（ポート）
４３　　開閉弁（第三の開閉弁）
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ　　発電ユニット
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ　　発電ユニット
７０　　継電器
７１　　リレー駆動回路（継電器駆動部）
７２　　センサ
７５　　継電器
７７　　継電器（第二の継電器）
８０　　ファン
８１　　ファン駆動機
１００　　媒体回収機器
１１０　　真空ポンプ
１２０　　媒体供給機器

Claims (5)

1. 　複数の発電ユニットを、外部電力系統に対して並列に備えた発電システムであって、
   　それぞれの前記発電ユニットは、
   　作動媒体により回転する膨張器と、
   　前記膨張器の回転によって電力を生成する発電機と、
   　前記発電機で生成した電力を整流し、前記外部電力系統に出力する整流器と、
   　前記膨張器に前記作動媒体を送り込む媒体流通系統と、
   　前記発電機と前記外部電力系統との間で電力を遮断する継電器と、
   　前記発電ユニットのメンテナンス開始時に作動させる作動部と、
   　前記作動部が作動したときに、前記継電器にて前記発電機と前記外部電力系統との間で電力を遮断させる継電器駆動部と、を備える、発電システム。
2. 　前記媒体流通系統は、前記作動媒体を循環させる媒体循環回路であり、
   　前記媒体循環回路に、
   　前記作動媒体を加圧して前記媒体循環回路内で循環させる循環ポンプと、
   　加圧された前記作動媒体を外部の熱源により加熱して蒸発させる蒸発器と、
   　前記蒸発器で蒸発された前記作動媒体により回転する前記膨張器と、
   　前記膨張器から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、を備える、請求項１に記載の発電システム。
3. 　前記循環ポンプ、前記蒸発器、前記膨張器、前記凝縮器の少なくとも一つを含むメンテナンス対象機器に対し、
   　前記媒体循環回路において前記作動媒体の流れ方向上流側に設けられ、前記作動媒体の流通を遮断可能な第一の開閉弁と、
   　前記媒体循環回路において前記作動媒体の流れ方向下流側に設けられ、前記作動媒体の流通を遮断可能な第二の開閉弁と、
   　を備え、
   　前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の少なくとも一方が前記作動部である、請求項２に記載の発電システム。
4. 　前記循環ポンプ、または前記外部の熱源から前記蒸発器に熱媒を送給するポンプの少なくとも一方が前記作動部である、請求項２または３に記載の発電システム。
5. 　前記凝縮器を冷却する冷却ファンと、
   　前記冷却ファンを駆動するファン駆動源と、
   　前記ファン駆動源と該ファン駆動源の電源との間で電力を遮断する第二の継電器と、をさらに備え、
   　前記継電器駆動部は、前記作動部が作動したときに、前記第二の継電器にて前記ファン駆動源と該ファン駆動源の電源との間で電力を遮断させる、請求項２から４のいずれか一項に記載の発電システム。

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